[发明专利]用于在神经形态计算环境中维护神经元的脉冲历史的神经形态计算设备、存储器设备、系统和方法

权利要求书

1.一种实现脉冲神经网络程序以维护关于神经元何时激发的定时信息并且处理要在存储器设备中维护的神经网络信息的神经形态计算设备，用于：

在具有存储器单元的行和列的阵列的所述存储器设备中生成脉冲历史，其中，存在所述行中的针对所述脉冲神经网络的多个神经元中的每个神经元的一行，以及针对多个时隙中的每个时隙的列；

响应于所述神经元的至少一个激发神经元中的每个激发神经元在由所述列中的当前列表示的当前时隙处通过突触激发脉冲而进行以下操作：

在所述存储器单元的针对所述激发神经元的该行中在所述当前列中指示所述脉冲在所述当前时隙中被激发；

在存储器单元的包括没有激发的神经元的空闲神经元的行中在所述当前列中指示脉冲没有被激发；

使用所述阵列中的信息来确定连接的神经元与所述激发神经元之间的定时差，所述连接的神经元通过突触连接到所述激发神经元；以及

使用所确定的定时差来调整对所述激发神经元和所述连接的神经元进行连接的所述突触的权重。

2.如权利要求1所述的神经形态计算设备，还用于：

生成现在指针，所述现在指针包括针对所述阵列中的所述列中的每列的条目，其中，所述现在指针中的条目与时隙相对应并且包括与所述阵列中的所述当前列相对应的当前条目和与非当前时隙相对应的非当前条目，其中，所述当前条目被设置为第一值并且所述非当前条目被设置为第二值；以及

使用所述现在指针在所述至少一个激发神经元的至少一行中指示所述当前列中的所述第一值和除所述当前列之外的列中的所述第二值，其中，在所述行中在所述列中的一列中的所述第一值指示在该行中由该列表示的所述时隙处激发脉冲。

3.如权利要求2所述的神经形态计算设备，其中，使用所述现在指针包括：

在所述至少一个激发神经元的至少一行中将所述现在指针的所述条目中的所述第一值和所述第二值写入对应的列，其中，所述行中的每行包括具有所述第一值的一个列条目和列条目中的具有所述第二值的所有其他列条目。

4.如权利要求2所述的神经形态计算设备，其中，所述存储器设备包括：针对所述阵列的行中的每行，通过所述存储器设备的该行中的单元的字线，以及针对所述阵列的列中的每列，通过所述阵列的该列中的所述单元的至少一条位线，所述神经形态计算设备还用于：

使用针对所述当前列的所述位线，将所述当前列中的所有单元设置为接地以设置为所述第二值；以及

激活针对所述至少一个激发神经元的每行的所述字线，以将所述现在指针的条目写入该行的所述单元。

5.如权利要求2、3和4中任一项所述的神经形态计算设备，其中，所述现在指针包括循环移位寄存器，所述神经形态计算设备还用于：

响应于新的时间周期，同时将所述现在指针中的第一个条目至倒数第二个条目中的值向右移位，并且将最后一个条目中的值移位到所述第一个条目。

6.如权利要求2、3和4中任一项所述的神经形态计算设备，其中，确定所述定时差包括：

确定所述阵列中的针对所述激发神经元具有所述第一值的第一列位置编号与所述阵列中的针对所述连接的神经元具有所述第一值的第二列位置编号的差；以及

基于所述第一列位置编号和所述第二列位置编号来确定所述激发神经元与所述连接的神经元之间的定时差。

7.如权利要求2、3和4中任一项所述的神经形态计算设备，其中，所述现在指针包括循环移位寄存器，其中，确定所述定时差包括：

使(所述现在指针中的条目数，加上所述阵列中的针对所述激发神经元具有所述第一值的第一列位置编号，减去所述阵列中的针对所述连接的神经元具有所述第一值的第二列位置编号)对所述现在指针中的所述条目数取模。